Задание №9 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 135
Условие
В двух закрытых сосудах одинакового объема (1 литр) нагревают два различных газа — 1 и 2. На рисунке показаны зависимости давления p этих газов от времени t. Известно, что начальные температуры газов были одинаковы.
Выберите все верные утверждения, соответствующие результатам этих экспериментов.
1. Количество вещества первого газа больше, чем количество вещества второго газа.
2. Так как по условию эксперимента газы имеют одинаковые объемы, а в момент времени t = 40 мин. они имеют и одинаковые давления, то температуры этих газов в этот момент времени также одинаковы.
3. В момент времени t = 40 мин. температура газа 1 меньше температуры газа 2.
4. В процессе проводимого эксперимента не происходит изменения внутренней энергии газов.
5. В процессе проводимого эксперимента оба газа не совершают работу.
Подсказки — как подойти к решению
- Свяжи величины уравнением Менделеева — Клапейрона: pV = νRT. При одинаковых объёмах и равных начальных температурах давление пропорционально количеству вещества — сравни высоты кривых в начальный момент.
- В конце нагрева температуру ищи из T = pV/(νR): она пропорциональна отношению давления к количеству вещества. Ловушка: считать температуры равными только потому, что давления газов совпали.
Решение
1. Верно. Согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, давление, объем и абсолютная температура идеального газа связаны соотношением:
pV = ν RT.
Найдем, чему равно отношение количества вещества первого газа к количеству вещества второго. Рассмотрим при этом момент времени t = 0, при этом по условию T₁ = T₂, V₁ = V₂.
ν₁/ν₂ = p₁/p₂ = 2.
Значит, количество вещества первого газа больше, чем второго.
2. Неверно. Отношение температур газов при t = 40 мин.:
T₁/T₂ = ν₂/ν₁ = 0,5.
Это значит, что в момент времени t = 40 мин. температура газа 1 меньше температуры газа 2.
3. Верно. Следует из предыдущих рассуждений.
4. Неверно. Температура обоих газов увеличивается. Следовательно, внутренняя энергия увеличивается.
5. Верно. Объем обоих газов не меняется. Значит, работа не совершается.
Ответ: 135.
Типичные ошибки
- Ошибка — отметить утверждения 2 и 4: при равных объёме и давлении температуры считают одинаковыми, забывая, что в формуле состояния T = pV/(νR) стоит ещё и количество вещества, а внутреннюю энергию объявляют неизменной, хотя температура растёт.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №9 по физике · Разбор темы №9 с нуля